首先什么是Micro OLED？由于OLED代表有機EL，它一定是智能手機和電視中使用的一種有機EL顯示器。但是，制造方法和特性卻大不相同。普通的 OLED 被制造為顯示面板。這是因為目的是做一個有一定面積的顯示器。電視有適合電視的顯示器，智能手機有適合智能手機的顯示器，這是根據(jù)每種應(yīng)用產(chǎn)品需要的尺寸來制造的。

 

另一方面，Micro OLED 最初并非以制造大尺寸為前提。顧名思義，Micro OLED是一種被稱為微型顯示的顯示器，其主要用途是通過鏡頭將其放大或安裝在投影儀上的。

 

微顯示器有多種技術(shù)。在投影儀中使用的一種名為LCOS（Liquid Crystal On Silicon）的顯示器，該技術(shù)是采用液晶技術(shù)的微小反射式顯示器，它反射強光源的光，然后將其放大，過去一直都用在投影儀上。

 

采用 LCOS 的原因是可以使用具有經(jīng)濟(jì)效益的半導(dǎo)體制造工藝來生產(chǎn)高分辨率顯示器。Micro OLED也是出于這個想法。它必須被安裝在狹小的空間內(nèi)，主要是為需要高分辨率和顯色的領(lǐng)域開發(fā)的。

 

到目前為止，主要用途是取景器。當(dāng)今的取景器大多使用Micro OLED，顯色性和圖像響應(yīng)速度堪稱完美。過去，有人說專業(yè)人士只使用光學(xué)取景器，但如今已不再如此。比如索尼旗艦相機α1的取景器，其分辨率約為944萬點（QXGA），幀率高達(dá)240Hz。

 

優(yōu)點當(dāng)然是小而輕、具有高分辨率和高像素密度。下圖是索尼為了說明micro OLED而發(fā)布的，但即使是同一個OLED，由于制造方法不同，像素之間也幾乎沒有縫隙。

 

 

 

換句話說，由于制造方法的差異，不可能進(jìn)行較大的尺寸生產(chǎn)。這無關(guān)哪個更好，只是目的不同而已。

 

Micro OLED 受到關(guān)注的原因很簡單。這是因為新一代 HMD 的采用MicroOLED的數(shù)量正在增加。松下子公司 Shiftall 在 2022 年 1 月發(fā)布的“Megane X”和 3 月發(fā)布的智能眼鏡“Nreal Air”都使用了 micro OLED。Micro OLED采用的器件的特點是“輕”、“高分辨率”，同時又“高像素密度”。說白了就是“佩戴舒適，形象自然”。

 

智能眼鏡Nreal Air像素之間沒有間隙，具有很高的顯色性和分辨率。Megane X也是如此，它的特點是像素密度高，畫質(zhì)非常自然。與meta的《meta Quest 2》相比，分辨率和像素密度都很高，可以牢牢地讀取字符和細(xì)節(jié)。

 

這里再舉一個例子，去年 12 月，索尼在2021 年技術(shù)日活動中推出了一款正在為 HMD 開發(fā)的Micro OLED 和使用它的XR設(shè)備，以展示正在開發(fā)的技術(shù)。HMD 和設(shè)備不是PlayStation VR2 索尼互動娛樂計劃發(fā)布的。

 

該設(shè)備大約1英寸包含 4K x 4K 點，PPI為4000。區(qū)別很明顯，智能手機的顯示屏從 400 到 500 PPI 不等。

Micro OLED 早期的制造商包括索尼、愛普生、eMagin 和 Kopin。愛普生將自己的MicroOLED 用于 HMD MOVERIO ，而索尼是取景器的主要參與者。

 

國內(nèi)廠商也在進(jìn)入市場，京東方、視涯科技、湖畔光電、云南奧雷德、夢顯、熙泰等布局多年，預(yù)計未來產(chǎn)量將大幅增加。

 

除了Micro OLED 之外，還有許多使用LCOS的設(shè)備。LCOS 用在微軟的第一款“HoloLens 1”和“Magic Leap 2”中，而在“HoloLens 2”中，使用了微型鏡面反射激光的“MEMS（微機電系統(tǒng)）。

 

但目前，考慮到亮度和顯色等因素，micro OLED更具有優(yōu)勢。也有使用 LED代替OLED的Micro LED，但這些目前主要是單色的。綠色常用于專門用于信息顯示的智能眼鏡，但全彩頭顯仍需技術(shù)開發(fā)。

那么這對 HMD 有什么影響呢？要了解它，您還需要了解 HMD 的結(jié)構(gòu)。HMD是一種頭戴式顯示器，目的是將圖像傳遞給眼睛，從而覆蓋廣闊的視野。目前主流的HMD是在2012年公布的Oculus Rift（DK1）的影響下設(shè)計的。

 

簡單地說，就是將具有一定分辨率或更高分辨率的平板顯示器放在眼睛附近，用鏡頭將圖像放大到整個視野。由于圖像的周邊部分發(fā)生了畸變，因此圖像側(cè)的周邊部分需要在此基礎(chǔ)上進(jìn)行處理和輸出，這樣可以在通過鏡頭時使得畸變有所減少。

 

那么AR呢？在這種情況下，兩種結(jié)構(gòu)是可能的。

 

一種是一起使用相機。這種方法也稱為視頻透視，但頭顯的結(jié)構(gòu)與VR相同，這里只要投影的圖像發(fā)生了變化就行。

 

另一種是AR的主流透視方法。通過以某種方式使圖像半透明，這是一種使圖像看起來與實際場景重疊的方法。由于其結(jié)構(gòu)更簡單，因此具有使HMD更輕、更容易制造的特點。

 

目前有幾種方法可以實現(xiàn)半透明視頻，但最常見的是將來自顯示器的視頻投影到半反射鏡上。例如，在Nreal Air中，附著在眼鏡頂部的顯示器通過棱鏡半反射鏡彎曲90度傳遞到眼睛，這樣就可以在實際場景中看到圖像。

 

向半反射鏡傳送影像的方法雖然有所不同，但目前只要能理解就足夠了。

 

將Micro OLED 用于 HMD 的想法絕非什么新鮮事。在Oculus Rift 發(fā)布之前，索尼在 2011 年發(fā)布的 HMD  HMZ-T1 使用的就是 1280 x 720 的 0.7 英寸的MicroOLED。

 

然而，這種方法曾經(jīng)一度被否，而使用LCD和OLED等平板顯示器的方法首先變得普遍。知道為什么嗎？

 

原因是光學(xué)設(shè)計難以覆蓋整個視野。使用更大的區(qū)域來覆蓋您的視野會更容易。即使您想將鏡頭擴展到全視場并使其易于對焦，設(shè)計鏡頭也不是那么困難。在顯示器和眼睛之間有一個透鏡的簡單設(shè)計就足夠了。

 

然而，當(dāng)小屏幕被大大放大時，故事就發(fā)生了變化。通過在顯示器和眼睛之間放置一個鏡頭并將光直接傳遞到眼睛的直視光學(xué)系統(tǒng)，顯示器越小，鏡頭越大，到眼睛的距離就越遠(yuǎn)。這就是特殊鏡頭的用武之地。可以說，即使使用特殊鏡頭，也越來越需要同時實現(xiàn)分辨率、像素密度和顯色。

 

Megane X采用的方法是使用了 Kopin 和松下聯(lián)合開發(fā)的光學(xué)系統(tǒng)。通過使用 Kopin 開發(fā)的Pancake鏡頭制作一種不太可能導(dǎo)致圖像失真和色偏的頭戴式顯示器，同時減少與眼睛的距離并減輕鏡頭的重量。Megane X的重量約為 250g，但原因是它沒有電池，可以減輕鏡頭和顯示器的重量。Pancake這種類似技術(shù)的方法已經(jīng)存在了一段時間。可以推斷，其他公司正在開發(fā)使用具有類似光學(xué)系統(tǒng)的Micro OLED 的 HMD。

 

缺點是仍然難以增加視角。Megane X的視角尚未公布，但似乎不到 100 度。對于 VR HMD 來說，它有點窄。

 

至于透視AR，不能像上面描述的那樣遮住眼睛，所以需要使用更特殊的光學(xué)系統(tǒng)。此外，由于它的設(shè)計往往強調(diào)輕盈，因此限制較多。許多產(chǎn)品的視角比 VR 更窄，這是權(quán)衡的結(jié)果。

 

綜上所述，毫無疑問，Micro OLED 的發(fā)展對 HMD 很重要。當(dāng)然，尤其是VR，還是會有一些像以前一樣使用平板顯示的產(chǎn)品，但是當(dāng)要求單眼分辨率達(dá)到2.5K以上時，micro OLED就會變得更有優(yōu)勢。

 

典型的顯示面板已經(jīng)達(dá)到不需要更多分辨率的水平。但是，我仍然想要 VR / AR 中的分辨率。但是，是否要投入巨資制造僅用于 VR/AR 的高分辨率顯示面板，將是一個決定。在這種情況下，難怪人們對不斷發(fā)展并具有更高分辨率的設(shè)備（例如MicroOLED）充滿期待。

 

此外，對于不覆蓋視野的透視HMD，需要使用小型顯示設(shè)備，因此MicroOLED也受到關(guān)注是有原因的。